Поляризационный интерферометр для измерения линейных перемещений объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов, для измерения смет щения некоторой контролируемой поверхности относительно опорной, для измерения изменения длины тела под влиянием различных воздействий. Це-- лью изобретения является упрощение конструкции поляризационного интерферометра . Устройство содержит установленные последовательно на одной оптической оси источник 1 света, делитель 2 светового пучка, поляризатор 3 и регистрирующий блок 4. Делитель светового пучка вьшолнен в ввде анизотропного элемента переменной оптической толщины и установлен так, что его оптическая толщина переменна в направлении оптической оси интерферометра, а каждая из его оптических осей составляет с оптической осью интерферометра угол ( 4 n iT . где п 0,1,2. 1 ил.. I СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН др 4 G 01 В 9/02, ll/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4056275/25-28 (22) 16.04.86 (46) 30.01.89. Бюл. У 4 (7!) Институт электроники АН БССР и Гомельский политехнический институт (72) А.А. Ковалев, В.Н. Тюшкевич, Н.И. Кабаев и Е,А. Аксенкин (53) 531.715.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !! 524075, кл. G 01 В 9/02, 1976. (54) ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов, для измерения сме-. щения некоторой контролируемой по„„SU„„1455232 А1 верхности относительно опорной, для измерения изменения длины тела под влиянием различных воздействий. Це-. лью изобретения является упрощение конструкции поляризационного интерферометра. Устройство содержит установленные последовательно на одной оптической оси источник 1 света, делитель 2 светового пучка, пбляризатор 3 и регистрирующий блок 4.

Делитель светового пучка выполнен . в виде аниэотропного элемента переменной оптической толщины и установлен так, что его оптическая толщина переменка в направлении оптической оси интерферометра, а каждая иэ его оптических осей составляет с оптической осью интерферометра угол (р т и и . где n = 0,1,2. 1 ил..

1455232

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений объектов, для измерения смещения некоторой контролируемой поверхности относительно опорной, для измерения изменения длины тела под влиянием различных воздействий.

Цель изобретения — упрощение 10 ! конструкции поляризационного интерферометра за счет выполнения делителя светового пучка.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого интер- 15 ферометра.

Интерферометр содержит установ-, ленные последовательно на одной оптической оси источник 1 света, делитель 2 светового пучка, поляри- 20 затор 3 и регистрирующий блок 4. Делитель 2 светового пучка выполнен

I в виде аниэотропного элемента пе, ременной оптической толщины и установлен так, что его оптическая 25 толщина переменнав направлении оптической оси интерферометра, а каждая из его оптических осей составляет с оптической осью интерферометра угол (пТ, где п = 0,1,2.

Источником 1 света может служить лазер, делитель 2 светового пучка может быть выполнен в виде жидкокристаллической ячейки переменной оптической толщины, заполненной одноосным анизотропным кристаллом, оптическая ось которого направлена вдаль вытянутых молекул, и сориентированным в процессе сборки жидкокристаллической ячейки оптической осью ортогонально ее основанию, т.е.

g — и /2,. 4 пи, где n = 0,1,2. Может быть использован и любой другой жидкий кристалл. Интерферометр работоспособен и при использовании в качестве 4 аниэотропного элемента обычных одноосных либо двухосных кристаллов (например, турмалина, известкового шпата и т.п.), В качестве поляризатора

3 можно испольэовать призму Глана либо Волластона. Регистрирующий блок

4 может быть выполнен на базе фотоприемников с реверсивным счетчиком.

Интерферометр работает следующим образом.

Поскольку делитель 2 светового пучка выполнен в виде анизотропного элемента переменной оптической толщины и установлен так, что его оптическая толщина переменна в направлении оптической оси интерферометра, а каждая из его оптических осей составляет с оптической осью интерферометра угол g 4 п7, где п = 0,1,2, то при прохождении луча от источника 1 света через делитель 2 светового пучка и поляризатор 3 регистрирующий блок 4 фиксирует определенное распределение интенсивности света при интерференции обыкновенного и необыкновенного лучей. Поляризатор 3 в этом случае необходим,цля получ ения интерференционной картины в поляризованном свете. Полученное для определенной длины волны распределение интенсивности света, фиксируемое регистрирующим блоком 4, однозначно определяется разностью показателей преломления для обыкновенного и необыкновенного лучей в анизотропном а элементе, из которого выполнен делитель 2 светового пучка, и его оптической толщины в месте прохождения луча. Разность показателей преломления обыкновенного и необыкновенного лучей определяется ориентацией оптических осей анизотропного элемента бтносительно направления луча источника 1 света. Нри перемещении анизотроиного элемента вверх (либо вниз) под воздействием исследуемого объекта оптическая толщина его в месте прохождения светового пучка будет увели иваться (либо уменьшаться), что приведет к изменению разности фаз между обыкновенным и необыкновенным лучами. Это в свою очередь приведет к изменению интерференционной картины на регистрирующем блоке 4. Поскольку изменение оптической толщины анизотропного элемента в месте прохождения светового пучка определяется перемещением исследуемого объекта, то изменение интеференционной картины на регистрирующем блоке 4 однозначно характеризует величину перемещения объектов.

В частности, при = Т /2 и ортогональной ориентации оптической оси поляризатора и плоскости поляризации излучения лазера смещение Ь х исследуемого объекта определяется выражением

1455232 изготовления и расширяет возможности его применения для измерения линейных и угловых перемещений объектов, для измерения смещения некоторой контролируемой поверхности относительно опорной, для визирования отдельных объектов, для измерения изменения размеров тела под влиянием различных воздействий. где Я п » и пв формула изобретения

Величина

% (и — ne) tgg

Составитель Л. Лобзова

Редактор А. Ревин Техред М. Ходанич Корректор C. Черни

Заказ 7446/49 Тираж 683 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 число полос, на которое изменилась интерференционная картина, длина волны излучения ла,5 зера, показатели преломления для необыкновенного и обык-. новенного лучей соответ- ственно; 10 угол при вершине анизотропного элемента, определяет смещение анизотропного элемента, соответствующее смещению на одну полосу картины интерференции. 20

Аналогичное соотношение можно получить и для параллельной ориентацииоптической оси поляризатора 3 и плоскости поляризации излучения лазера.

Вышеуказанное выполнение делителя

2 светового пучка упрощает конструкцию поляризационного интерферометра, технологию изготовления его элементов, не требует сложной кинематической цепи для связи его с объектом, значительна уменьшает трудоемкость

Поляризационный интерферометрдля измерения линейных перемещений объекта, содержащий последовательно установленные на одной оптической оси источник света, делитель светового пучка, предназначенный для связи с объектом, поляризатор и регистрирующий блок, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, делитель светового пучка выполнен в виде анизотропного элемента переменной оптической толщины и установлен так что его оптическая толщина переменна в направлении оптической оси интерферометра, а каждая иэ его оптических осей составляет с оптической осью ннтерферометра угол пи, где n = О!,2.